DE19943029A1

DE19943029A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Vereinzelung von Bedruckstoffbögen

Info

Publication number: DE19943029A1
Application number: DE19943029A
Authority: DE
Inventors: Tobias Mueller
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1998-10-08
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2000-04-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Auflockerung der obersten Bögen eines Stapels (2) von Bedruckstoffbögen in einer bogenverarbeitenden Maschine zwecks deren Vereinzelung. Die Vorrichtung enthält mindestens einen Schallerzeuger (8), der durch einen Zwischenraum vom Stapel (2) getrennt ist. Der erzeugte Schall wird über die Luft in dem Zwischenraum auf den obersten Bogen oder die obersten Bögen des Stapels übertragen und ist so intensiv, daß sich die obersten Bögen des Stapels zumindest vorübergehend und zumindest teilweise voneinander trennen. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige, bogenschonende und problemlos bei vorhandenen Einrichtungen anwendbare Bogenvereinzelung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Auflockerung der obersten Bögen eines Stapels von Bedruckstoffbögen zwecks Vereinzelung.

Die Vereinzelung von Bedruckstoffbögen in bogenverarbeitenden Maschinen wie z. B. Druck-, Falz-, Stanz- und Zusammentragmaschinen wird mit unterschiedlichsten mechanischen und pneumatischen Elementen durchgeführt. Problematisch und hinderlich für die Vereinzelung sind verschiedene Effekte: Adhäsion auf glatten Oberflächen, klebender Lack, klebende Druckfarben, Feuchtigkeit zwischen den Bögen, elektrostatische Aufladung, stirnseitige Stapelverschmutzung wie z. B. durch Farbe oder Kleber, haftende Blattkanten durch schadhafte Schneidemesser usw.

Typischerweise wird die Vereinzelung der Bögen durch ein Zusammenwirken mehrerer verschiedener Elemente realisiert, z. B. konstante Blasluft oder gepulste und gerichtete Luftströme zur Auflockerung der obersten Bögen, Abstreifer, Entelektrisatoren usw. . Trotzdem kommt es immer wieder zu Doppel- und Mehrfachbögen, die nur schwierig zu detektieren sind und die den Verarbeitungsprozeß stören.

Besonders wichtig ist die anfängliche Auflockerung der obersten Bögen eines Bogenstapels, bevor der oberste Bogen z. B. pneumatisch angehoben und dann z. B. von Greifern übernommen wird. Das häufigste Mittel zur Auflockerung des Bogenstapels besteht darin, konstante oder gepulste Blasluft z. B. gegen die Vorderkante des Stapels zu richten. Bekannt ist auch, gegenläufige Transportbewegungen auf den obersten Bogen auszuüben. Die bekannten Mittel können Doppel- oder Mehrfachbögen jedoch nicht völlig verhindern, insbesondere wenn die erwähnten störenden Effekte hinzutreten.

Aus der DE-A-39 12 608 ist ein mechanisch angetriebener Abgriff für den Transport eines obersten Bogens eines Papierstapels bekannt, wobei der Transportbewegung Ultraschallschwingungen des Abgriffs überlagert sind, um die Bogenvereinzelung mit Ultraschall zu unterstützen. Da die Schallenergie mechanisch auf den Abgriff übertragen wird, kann diese Methode nicht ohne konstruktive Änderungen auf vorhandene Vereinzelungsvorrichtungen angewandt werden. Außerdem erzeugt der mechanische Abgriff Markierungen auf dem Bogen, die im Qualitätsdruck unerwünscht sind. Über die praktische Anwendbarkeit und die Zuverlässigkeit dieser Methode ist nichts bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders zuverlässige, bogenschonende und problemlos bei vorhandenen Einrichtungen anwendbare Auflockerung des Bogenstapels zu ermöglichen.

Ausgehend von einer Vorrichtung zur Auflockerung der obersten Bögen eines Stapels von Bedruckstoffbögen in einer bogenverarbeitenden Maschine, wobei die Vorrichtung mindestens einen Schallerzeuger enthält, wie aus der erwähnten DE-A-39 12 608 bekannt, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mindestens eine Schallerzeuger durch einen Zwischenraum vom Stapel getrennt ist, wobei der von dem mindestens einen Schallerzeuger erzeugte Schall über die Luft in dem Zwischenraum auf den obersten Bogen oder die obersten Bögen des Stapels übertragen wird und so intensiv ist, daß sich die obersten Bögen des Stapels zumindest vorübergehend und zumindest teilweise voneinander trennen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es nicht notwendig ist, die Ultraschallenergie auf mechanischem Wege auf den Stapel zu übertragen, sondern daß die Einwirkung von Luftschall trotz der unvermeidlichen Verluste ausreicht, um die Haftreibung zwischen den obersten Bögen zumindest teilweise aufzuheben. Selbst bei unvollkommener Ankopplung des Schallerzeugers an den Stapel erzielt man mit im Handel erhältlichen Schallerzeugern eine so starke Auflockerung der obersten Bögen, daß zusätzliche Mittel wie z. B. Blasluft entbehrlich sind, wenngleich die zusätzliche Einwirkung von Blasluft oder dergleichen vorteilhaft sein kann.

Nach der Auflockerung des Stapels kann der oberste Bogen von konventionellen Einrichtungen wie z. B. Saugköpfen ergriffen und vom Stapel gezogen werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß darunterliegende Bögen mit aufgenommen werden. Bei geeigneter Anordnung des oder der Schallerzeuger besteht eine Tendenz des obersten Bogens, sich in einer vorbestimmten Richtung zu bewegen, so daß man unter Umständen sogar ohne einen Saugkopf oder dergleichen auskommt, indem sich der Bogen von selbst in die geöffneten Greifer oder andere Einrichtungen zum Weitertransport bewegt.

Zur leichteren Einhaltung von Lärmschutzbestimmungen wird vorzugsweise Ultraschall verwendet. Gepulster und/oder frequenzveränderlicher Schall verstärkt den Effekt der Stapelauflockerung. Der oder die Schallerzeuger können oberhalb des Stapels, vorzugsweise über die Fläche des obersten Bogens verteilt und/oder seitlich vom Stapel angeordnet sein.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung von Ultraschallsendern oberhalb eines Bogenstapels,

Fig. 2 eine seitliche Anordnung von Ultraschallsendern an einem Bogenstapel, und

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine Versuchsanordnung zur Ultra schallvereinzelung.

Fig. 1 zeigt einen Stapel 2 aus Bedruckstoffbögen, der z. B. ein Anlegerstapel in einer Bogendruckmaschine ist. Oberhalb des Stapels 2 befindet sich ein beweglicher Saugkopf 4, der zum Aufnehmen des obersten Bogens des Stapels 2 abgesenkt, aktiviert und in der gewünschten Bogenlaufrichtung 6 bewegt wird, und den obersten Bogen einzeln an die Greifer einer Bogendruckmaschine zu übergeben oder der Verarbeitung in einer anderen bogenverarbeitenden Maschine zuzuführen.

Oberhalb des Stapels 2 sind weiterhin mehrere Ultraschallsender 8 in einem Abstand von z. B. einigen Zentimetern über dem obersten Bogen angeordnet. Die Ultraschallsender 8 haben eine Abstrahlcharakteristik zur Oberseite des Stapels 2 hin, wie mit Schallkeulen angedeutet. Die Ultraschallsender 8 sind in seitlichen Abständen über die Fläche des Stapels 2 verteilt angeordnet, so daß die gesamte obere Fläche des Stapels 2 mit Ultraschall beaufschlagt wird, der durch die Luft als Ankoppelmedium auf den Stapel 2 übertragen wird.

Die Ultraschallschwingungen bringen nicht nur den obersten Bogen des Stapels 2 zum Schwingen, sondern dringen durch Kontaktübertragung und/oder durch im Stapel vorhandene Luft einige Lagen in den Stapel 2 ein. Die auf die Bögen übertragenen Ultraschallschwingungen heben die Haftreibung zwischen den obersten Bögen des Stapels 2 weitgehend auf, so daß lediglich Gleitreibung wirksam ist, wenn der Saugkopf 4 den obersten Bogen erfaßt und vom Stapel 2 zieht. Durch die flächige Verteilung mehrerer Ultraschallsender 8 über dem obersten Bogen des Stapels 2 gibt es auf der gesamten Bogenfläche Gleitreibung und keine Haftreibung. Da sich die obersten Bögen während der Einwirkung des Ultraschalls nur vorübergehend partiell berühren, wird die ohnehin geringe Gleitreibung zwischen den obersten Bögen des Stapel 2 noch weiter vermindert, so daß der oberste Bogen äußerst leicht vom Stapel 2 abgezogen werden kann, ohne daß die Gefahr von Doppel- oder Mehrfacheinzug besteht.

Für eine zusätzliche Auflockerung der obersten Bögen des Stapels 2 können Blasköpfe vorgesehen sein, z. B. ein Blaskopf 10 vor der Bogenvorderkante 12, um Luft zwischen die obersten Bögen zu blasen. Die simultane Auflockerung mittels Ultraschall unterstützt das Eindringen der Blasluft zwischen die obersten Bögen, deren mittlerer Abstand sich durch die Einwirkung des Ultraschalls bereits vergrößert hat, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Wie sich gezeigt hat und wie weiter unten noch erläutert wird, kann die Bogenvereinzelung mittels Ultraschall sogar unter Verzicht auf Blasköpfe oder dergleichen stattfinden.

Wie sich gezeigt hat, wird der Effekt der Stapelauflockerung noch verstärkt, wenn man keinen kontinuierlichen Ultraschall, sondern gepulsten und/oder frequenzveränderlichen Ultraschall verwendet, z. B. aufeinanderfolgende Impulspakete von einer gewissen Dauer, während derer sich die Schallfrequenz kontinuierlich von einem Minimalwert auf einen Maximalwert ändert. Außerdem kann es günstig sein, wenn die verschiedenen Ultraschallsender 8 die Impulspakete zu verschiedenen Zeiten senden, so daß die Wirkung einer Wellenfront entsteht, die in Form einer Zone besonders hoher Schallintensität quer über die Stapeloberseite wandert, wodurch selbst stark klebende Bögen voneinander gelöst werden können.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das sich von dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 nur dadurch unterscheidet, daß die Ultraschallsender 8 nicht über dem Stapel 2, sondern um den oberen Bereich des Stapels 2 herum angeordnet sind, so daß die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet werden.

Im Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist je ein Ultraschallsender 8 vor der Bogenvorderkante 12, der Bogenhinterkante 14 und den beiden Längskanten der obersten Bogen des Stapels 2 angeordnet, so daß die Hauptabstrahlrichtung der Ultraschallsender 8 parallel zur Bogenebene zwischen die obersten Bögen des Stapels 2 verläuft. Diese Anordnung eignet sich besonders für eine gemeinsame Verwendung von Ultraschall und Blasluft zur Auflockerung, wobei die Ultraschallenergie parallel zur Blasluft in den oberen Teil des Stapels 2 eingebracht wird, indem entsprechende Blasköpfe (nicht dargestellt) und die Ultraschallsender 8 nahe beieinander angeordnet werden.

Das Ausführungsbeispiel von Fig. 2 kann in vielfältiger Weise abgewandelt werden, indem Ultraschallsender 8 nur an einer oder an einigen Kanten des Stapels 2 vorgesehen werden bzw. indem entlang einer oder mehrerer Kanten jeweils mehrere Ultraschallsender 8 verteilt angeordnet werden, um die Kanten mehr oder weniger gleichmäßig zu beschallen.

Der Frequenzbereich der Schwingungen, die eine Auflockerung des Stapels 2 bewirken, ist sehr groß, wobei die am besten geeignete Frequenz von der jeweiligen Anwendung abhängt. Geeignet ist nicht nur Ultraschall, sondern auch Schall im hörbaren Bereich, welcher auf einfache Weise durch einen oder mehrere Lautsprecher erzeugt werden kann. Andererseits hat Ultraschall den Vorteil, daß im Idealfall keine wahrnehmbaren Geräusche entwickelt werden.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Versuchsanordnung zur Bogenvereinzelung mittels Ultraschall. Ein in Fig. 3 von oben dargestellter Stapel 16 enthielt Bögen aus Kunstdruckpapier mit 135 g/cm² im Format DIN A4. Zur Schallerzeugung diente ein handelsüblicher, normalerweise zum Kunststoffschweißen verwendeter Ultraschallerzeuger 18 mit einer sogenannten Sonotrode 20, einem Metallteil mit einer langgestreckten geraden Vorderkante 22, die beim Schweißen mit dem Schweißobjekt in Kontakt gebracht wird. Der Ultraschallerzeuger 18 wurde so befestigt, daß die Vorderkante der Sonotrode 20 in einem Abstand von wenigen Zentimetern parallel zu einer Bogenkante im Stapel 16 verlief.

Bei einer Schallfrequenz von 20 kHz und einer Leistung des Ultraschallerzeugers 18 von 300 Watt wurde der Stapel 16 wie von einer Blasvorrichtung aufgelockert, mit einer Aufblähung von etwa einem Zentimeter Höhe, in der ca. zwanzig Bögen enthalten waren. Nach ein oder zwei Sekunden wurde ein Bogen nach dem anderen von der Oberfläche abgehoben und von selbst in der eingezeichneten Pfeilrichtung weggetragen.

Dies zeigt die hervorragende Eignung von hochfrequentem Schall oder Ultraschall zur Bogenvereinzelung. Selbst bei der relativ unvollkommenen Versuchsanordnung, bei der nur ein Bruchteil der erzeugten Ultraschall-Leistung tatsächlich am Stapel 16 ankam, war die Auflockerung so intensiv, daß zusätzliche Blasvorrichtungen nicht nötig waren. Aus der Tendenz der gelockerten Bögen, sich von der Schallquelle weg zu bewegen, kann in einer praktischen Ausführungsform zusätzlicher Nutzen gezogen werden.

Allerdings erzeugte die Versuchsanordnung niedere Nebenfrequenzen der 20-kHz- Grundfrequenz, die eine störende Geräuschentwicklung zur Folge hatte. Für die praktische Anwendung sind daher Ultraschallerzeuger vorzuziehen, die möglichst spektralreinen Ultraschall erzeugen.

Bezugszeichenliste

2

Stapel

4

Saugkopf

6

Bogenlaufrichtung

8

Ultraschallsender

10

Blaskopf

12

Bogenvorderkante

14

Bogenhinterkante

16

Stapel

18

Ultraschallerzeuger

20

Sonotrode

22

Vorderkante

Claims

1. Vorrichtung zur Auflockerung der obersten Bögen eines Stapels von Bedruck stoffbögen in einer bogenverarbeitenden Maschine, wobei die Vorrichtung mindestens einen Schallerzeuger enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Schallerzeuger (8) durch einen Zwischenraum vom Stapel (2) getrennt ist, wobei der von dem mindestens einen Schallerzeuger erzeugte Schall über die Luft in dem Zwischenraum auf den obersten Bogen oder die obersten Bögen des Stapels übertragen wird und so intensiv ist, daß sich die obersten Bögen des Stapels zumindest vorübergehend und zumindest teilweise voneinander trennen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schall Ultraschall ist.

3. Vorrichtung nach nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schall gepulst und/oder frequenzveränderlich ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schallerzeuger (8) oberhalb des Stapels (2) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schallerzeuger (8) über die Fläche des obersten Bogens verteilt angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schallerzeuger (8) seitlich vom Stapel (2) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Blasluft-Auflockerungseinrichtung (10) umfaßt.

8. Verfahren zur Auflockerung der obersten Bögen eines Stapels von Bedruck stoffbögen in einer bogenverarbeitenden Maschine, dadurch gekennzeichnet, daß der oberste Bogen oder die obersten Bögen des Stapels (2) mit Luftschall beaufschlagt werden, der so intensiv ist, daß die Haftreibung zwischen den obersten Bögen zumindest teilweise aufgehoben wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Luftschall Ultraschall verwendet wird, der über die Luft auf den obersten Bogen oder die obersten Bögen übertragen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß gepulster und/oder frequenzveränderlicher Schall verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel (2) von oben mit Schallenergie beaufschlagt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel (2) im wesentlichen auf seiner gesamten Fläche mit Schallenergie beaufschlagt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel (2) von der Seite mit Schallenergie beaufschlagt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel (2) zusätzlich von der Seite mit Blasluft (9) beaufschlagt wird.